[发明专利]静电容量型换能器系统、静电容量型换能器及声音传感器

摘要

本发明涉及静电容量型换能器系统、静电容量型换能器及声音传感器，提供能够通过更可靠或更容易的构成而提高静电容量型换能器系统的SN比的技术。一种静电容量型换能器系统，具有固定电极膜和基板这两个固定电极、和以在其与固定电极膜及基板之间经由空隙而与两者对置的方式配设的振动电极膜，由固定电极膜和振动电极膜构成第一电容器，且由基板和振动电极膜构成第二电容器，该静电容量型换能器系统具备将振动电极膜的变形转换成第一电容器和第二电容器的静电容量的变化的声音传感器、对向第一电容器及第二电容器的供给电压和/或来自第一电容器和第二电容器各自的信号进行处理的ASIC，将来自第一电容器和第二电容器的信号以相互抵消的方式进行加减。 1

主权项

1.一种静电容量型换能器系统，其特征在于，

具有第一固定电极和第二固定电极这两个固定电极、和以在其与所述第一固定电极及所述第二固定电极之间经由空隙而与两者对置的方式配设的振动电极，

由所述第一固定电极和所述振动电极构成第一电容器，并且，由所述第二固定电极和所述振动电极构成第二电容器，

该静电容量型换能器系统具备：

静电容量型换能器，其将所述振动电极的变形转换成所述第一电容器和所述第二电容器的静电容量的变化；以及

控制部，其对向所述第一电容器及所述第二电容器的供给电压和/或基于所述第一电容器和所述第二电容器的静电容量的变化的信号进行处理，

其中，基于所述第一电容器和所述第二电容器的静电容量的变化的信号向相互抵消的方向进行加减。

2.根据权利要求1所述的静电容量型换能器系统，其特征在于，

以基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号的电平和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号的电平互不相同，且所述第一电容器的噪声电平和所述第二电容器的噪声电平相同的方式，来决定所述第一固定电极、所述第二固定电极及所述振动电极的、电极面积、电极位置、电极间间隙、供给电压、增益的至少一个值。

3.根据权利要求1或2所述的静电容量型换能器系统，其特征在于，

所述第一固定电极是具有开口的半导体基板，

所述第二固定电极是形成于背板上的固定电极膜，所述背板具有以与所述半导体基板的开口对置的方式配设并且空气可通过的声孔，

所述振动电极是以与所述背板和所述半导体基板各自经由空隙而对置的方式配设于所述背板和所述半导体基板之间的振动电极膜。

4.根据权利要求3所述的静电容量型换能器系统，其特征在于，

所述半导体基板的表面为导电性、或者所述半导体基板由导电性材料形成。

5.根据权利要求3所述的静电容量型换能器系统，其特征在于，

在所述半导体基板的与所述振动电极膜对置的部分的表面形成有固定电极膜。

6.根据权利要求3～5中任一项所述的静电容量型换能器系统，其特征在于，

在所述振动电极膜上设置有在该振动电极膜向所述半导体基板侧变形时与该半导体基板接触的止动件，

在该止动件的所述半导体基板侧的前端设置有由绝缘体构成的绝缘部。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的静电容量型换能器系统，其特征在于，

基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号的信号线和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号的信号线被电连接，从而

基于所述第一电容器和所述第二电容器各自的静电容量的变化的信号向相互抵消的方向进行加减。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的静电容量型换能器系统，其特征在于，

基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号在所述控制部向相互抵消的方向进行加减运算。

9.根据权利要求1或2所述的静电容量型换能器系统，其特征在于，

所述静电容量型换能器具有：

半导体基板，其具有开口；

背板，其具有以与所述半导体基板的开口对置的方式配设并且空气可通过的声孔；以及

振动电极膜，其以在其与所述背板之间经由空隙而与该背板对置的方式配设，

所述第一固定电极及所述第二固定电极通过将形成于所述背板的固定电极膜进行分割而形成，

所述振动电极是所述振动电极膜，

基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号，在所述控制部向相互抵消的方向进行加减运算。

10.一种声音传感器，其具有权利要求1～9中任一项所述的静电容量型换能器系统，其检测声压。

11.一种静电容量型换能器，其特征在于，具备：

半导体基板，其具有开口；

背板，其具有以与所述半导体基板的开口对置的方式配设并且空气可通过的声孔；以及

振动电极膜，其以与所述背板和所述半导体基板各自经由空隙对置的方式配设在所述背板和所述半导体基板之间，

该静电容量型换能器将所述振动电极膜的变形转换成该振动电极膜和所述背板及所述半导体基板之间的静电容量的变化，

其中，由设置于所述半导体基板上的第一固定电极和所述振动电极膜构成第一电容器，并且，将所述振动电极膜的变形转换成该第一电容器的静电容量的变化，

由形成于所述背板上的第二固定电极和所述振动电极膜构成第二电容器，并且，将所述振动电极膜的变形转换成该第二电容器的静电容量的变化。

12.根据权利要求11所述的静电容量型换能器，其特征在于，

基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号的信号线和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号的信号线被电连接，从而基于所述第一电容器和所述第二电容器各自的静电容量的变化的信号被相加并输出。

13.根据权利要求11或12所述的静电容量型换能器，其特征在于，

以基于所述第一电容器的静电容量的变化的信号的电平和基于所述第二电容器的静电容量的变化的信号的电平互不相同，且所述第一电容器的噪声电平和所述第二电容器的噪声电平相同的方式，决定所述第一固定电极、所述第二固定电极及所述振动电极的、电极面积、电极位置、电极间间隙的至少一个值。

14.根据权利要求11～13中任一项所述的静电容量型换能器，其特征在于，

所述半导体基板的表面为导电性或者所述半导体基板由导电性材料形成。

15.根据权利要求11～13中任一项所述的静电容量型换能器，其特征在于，

在所述半导体基板的与所述振动电极膜对置的部分的表面形成有固定电极膜。

16.根据权利要求11～15中任一项所述的静电容量型换能器，其特征在于，

在所述振动电极膜上设置有在该振动电极膜向所述半导体基板侧变形时与该半导体基板接触的止动件，

在该止动件的所述半导体基板侧的前端设置有由绝缘体构成的绝缘部。

17.一种声音传感器，其具有权利要求11～16中任一项所述的静电容量型换能器，检测声压。